EP3325238A1 - Verfahren und vorrichtung zum ausbilden einer aussparung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum ausbilden einer aussparung

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EP3325238A1
EP3325238A1 EP16751492.6A EP16751492A EP3325238A1 EP 3325238 A1 EP3325238 A1 EP 3325238A1 EP 16751492 A EP16751492 A EP 16751492A EP 3325238 A1 EP3325238 A1 EP 3325238A1
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EP
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workpiece
machining
recess
diameter
processing device
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Axel Petrak
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Homag GmbH
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Publication date
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    • B22F5/12—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of wires
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    • B27F1/00—Dovetailed work; Tenons; Making tongues or grooves; Groove- and- tongue jointed work; Finger- joints
    • B27F1/02—Making tongues or grooves, of indefinite length
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    • B27F5/00—Slotted or mortised work
    • B27F5/02—Slotting or mortising machines tools therefor
    • B27F5/12—Slotting or mortising machines tools therefor for making holes designed for taking up fittings, e.g. in frames of doors, windows, furniture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23C2270/18—Milling internal areas of components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/0004—Joining sheets, plates or panels in abutting relationship
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30—Milling
    • Y10T409/304424—Means for internal milling

Definitions

  • the present invention relates to a method for forming an elongate recess in a workpiece, which is preferably at least partially formed of wood, wood materials, plastic or the like having a varying transverse dimension in the longitudinal direction. Furthermore, the invention relates to an apparatus for carrying out this method.
  • the field of application of such a device or such a method is in particular in the field of furniture and component industry.
  • connection system To simplify the assembly of various furniture components, a new connection system has recently been developed.
  • one of the components to be connected has a connection plate spaced from the component via a pin, which is engaged with an undercut recess of the other component to be connected.
  • the recess To the connection plate in the to introduce undercut portion of the recess, the recess is elongated with an increasing transverse dimension in the longitudinal direction.
  • the connector is inserted into the recess at the larger transverse dimension end and moved along the recess to the other, undercut end so as to engage the connector plate with the undercut and connect the two furniture components together.
  • a method is known in which a first circular hole is milled at one end of the recess with a first milling tool and a second circular hole at the other end of the recess with a second milling tool.
  • the second milling tool has a larger machining diameter than the first milling tool.
  • the recess space between the first and second circular holes is milled out by means of a third milling tool.
  • the third milling tool has a smaller machining diameter than the first and second milling tools and travels a plurality of trapeziuses arranged one behind the other in the transverse direction of the recess in order to form the recess of increasing transverse dimension between the first and second circular holes.
  • the invention is based on the idea that the high processing time, the high costs and the high scrap rates of the method in the prior art are mainly due to the fact that this requires a plurality of tools and complex Verfahrrajektorien for the third milling tool.
  • the present invention takes advantage of this finding and provides a method according to claim 1 to solve the problems mentioned.
  • the inventive method for forming an elongated recess in a workpiece which is preferably at least partially formed of wood, wood materials, plastic or the like, which has a varying transverse dimension in the longitudinal direction, comprises immersing a processing device, in particular a processing tool of
  • Machining device in the workpiece, wherein the processing device is an adjustable
  • the processing device preferably has a processing tool. This may be, for example, a milling tool.
  • the processing device has an adjustable processing or flight circle diameter. For this example, the distance of the machining tool for Rotation axis of the processing device to be adjusted.
  • other embodiments are conceivable.
  • the said relative movement may be a movement of the machining device (with a fixed workpiece) or a movement of the workpiece (with a stationary held or arranged
  • Processing device act. Also, a simultaneous movement of the processing device and the workpiece is conceivable to bring about the said relative movement.
  • the workpieces to be machined are in particular plate-shaped.
  • the workpieces to be machined are in particular plate-shaped.
  • the invention can also be used for machining sections of plate-shaped and / or partially or completely curved workpieces.
  • the method according to the invention requires no tool change and no complex trajectories for forming an elongate recess with varying transverse dimension in the recess longitudinal direction. Instead, the formation of the elongated recess is made possible with only one processing device. Furthermore, the machining device and workpiece need only be moved along a straight line for forming the elongate recess with varying transverse dimension. Accordingly, a time and cost efficient method with a low susceptibility is provided.
  • At least one groove or groove is produced in sections.
  • the aforesaid relative movement may be rectilinear from immersion to evacuation.
  • either the Machining device or the workpiece moved in a straight line.
  • a simultaneous movement of the processing device and the workpiece is conceivable. In this way, the workflows are kept very simple.
  • the depth of the recess in the workpiece is less than the thickness of the workpiece, wherein the depth of the recess is particularly constant.
  • the recess is an elongated blind hole.
  • the process steps may be performed in the order listed above. This results in particularly short processing times and very low costs, since the elongated recess can be formed with the varying transverse dimension in the longitudinal direction in a machining train.
  • the adjustment of the machining diameter can be done during the relative movement of machining device and workpiece. In particular, the adjustment takes place during the entire relative movement. This superimposition of the movements provides a method with a particularly short production time. Particularly low unit costs are the result.
  • the workpiece is conveyed by a conveying device in a conveying direction, wherein the processing device is arranged locally fixed in the conveying direction.
  • the relative movement between the processing device and the workpiece is thus brought about via the conveyor.
  • particularly high quantities and therefore particularly low unit costs are made possible.
  • the elongate recess may have an increasing transverse dimension from one end to the other.
  • the processing or flight circle diameter can be adjusted so that such an elongated recess is formed.
  • Machining device preferably reduced after the relative movement of the processing device and workpiece and before the removal of the processing device from the workpiece. This allows a high processing quality, since there is no contact between the processing device and the workpiece during the replacement.
  • the machining diameter can be adjusted before immersion on the machining diameter during immersion.
  • a subsequent immersion in a follow-up workpiece is made possible without the adjustments of the processing device are required.
  • This in turn, enables production with a small work piece gap in the continuous process, so that a particularly high productivity is provided.
  • a processing device into the recess, in order at least partially to introduce a groove in the side wall of the recess.
  • Machining device with which also the elongated recess has been formed, or an additional processing device can be used. If it is the same processing device, this can have a further machining tool for forming the groove. Alternatively, the groove can also be used with the machining tool be formed, with which the elongated recess has been formed.
  • the processing device can be guided along the side wall of the recess, and produce a limited groove in the depth direction of the recess. This can be used for locking with another component in the recess.
  • the machining diameter of the processing device is continuously adjusted during the relative movement between the processing device and the workpiece.
  • the speed of the adjusting movement is adjusted in particular to the relative movement between the machining device and the workpiece. This facilitates the control of the process.
  • the present invention provides an apparatus for performing one of the above-described methods, which comprises a
  • the apparatus further comprises a conveying device for conveying the workpiece in a conveying direction, wherein the processing device is provided locally fixed in the conveying direction.
  • Fig. 1 is a side view of a workpiece having an elongated recess having a varying transverse dimension in the longitudinal direction, which is provided with a method of First preferred embodiment of the present invention has been formed.
  • Fig. 2 is a diagram for explaining the method of the first preferred embodiment of the present invention, with which the elongated recess of Fig. 1 is formed.
  • FIG 3 is a side view of a workpiece having an elongated recess having a varying transverse dimension in the longitudinal direction formed by a method of a second preferred embodiment of the present invention.
  • Fig. 4 is a sectional view of a workpiece for explaining a third preferred embodiment of the present invention.
  • the preferred embodiments relate to methods for forming an elongated recess 2, which has a varying transverse dimension in the longitudinal direction, in a workpiece 1.
  • the workpiece 1 is preferably at least partially made of wood, wood materials, plastic or the like. Such workpieces are used, for example, in the field of furniture and component industry. It may be a solid wood or chipboard, lightweight board, sandwich panel or the like. The present invention is not limited to such workpieces.
  • the elongated recess 2 to be formed in the workpiece 1 has a profile in which the recess transverse dimension changes from one end 3 to the other end 4 in the longitudinal direction 1 of the recess 2. In this case, the ends 5, 6 in the longitudinal direction 1 of the recess 2 are preferably designed in the shape of a circle segment.
  • the circular segment 5 at one end 3 shown in Fig. 1 and formed with the first preferred embodiment has a diameter D1.
  • the circle segment 6 at the other end 4, which is formed with the first preferred embodiment, has a diameter D2.
  • the diameter D2 is greater than the diameter Dl.
  • the diameter D2 may be more than twice as large as the diameter Dl.
  • the circular segments 5, 6 are in this formed with the first preferred embodiment recess 2 preferably connected via substantially straight sections 7 and 8 with each other.
  • the elongated recess 2 previously described with reference to FIG. 1 is formed by a method of a first preferred embodiment of the present invention, which will be described below with reference to FIG. 2.
  • a machining device with a machining tool, in particular a milling tool which has an adjustable machining or flight circle diameter.
  • This can be achieved, for example, by providing the machining tool with radial displacement on the machining device.
  • the distance of the machining tool to the rotational axis of the machining device can be adjusted. If this distance increases, the circle diameter of the processing device is increased. If this distance is reduced, it decreases in accordance with the Circle diameter.
  • the adjustment of the processing diameter is continuous, ie stepless, and more preferably mechanically possible.
  • a processing device can here, for example, a machining head for use in machine tools with a rotatable about an axis base body and a perpendicular to the axis of rotation of the body slidable slide, which can be equipped with at least one machining tool, are used.
  • the workpiece 1 is conveyed in a conveying direction F with a conveying device (not shown).
  • the processing device and thus the processing tool are preferably arranged laterally of the conveyor and perpendicular to the conveying direction F adjustable.
  • the processing device is provided locally fixed in the conveying direction F.
  • the processing device is not limited thereto and e.g. can also be provided movable in the conveying direction F.
  • the method of the processing device in the conveying direction F are controlled so that the movement in the conveying direction F is synchronized with the conveying speed of the conveying device for conveying the workpiece 1.
  • a first step I for forming the elongated recess 2 the machining tool of the machining device is moved perpendicular to the conveying direction F, so that this penetrates into the workpiece 1.
  • the machining tool rotates during immersion.
  • the conveying device for conveying the workpiece 1 preferably stands still during this dipping of the machining tool into the workpiece 1.
  • the machining tool is immersed in the workpiece 1 to a depth t that corresponds to the depth of the elongated recess 2. It is in this first step dipped in a place in the workpiece 1, which corresponds to the later first end 3 of the elongate recess 2.
  • a hole with a diameter Dl is milled into the workpiece 1 with the machining tool. This hole comprises the circular segment 5 of the elongate recess 2.
  • the workpiece 1 is conveyed with the conveyor in the conveying direction F.
  • the machining tool continues to rotate.
  • the superposition of the rotational movement of the machining tool and the conveying movement of the conveyor in the conveying direction F leads to the formation of an elongated recess 2 in the workpiece 1.
  • the conveying movement of the conveyor in the conveying direction F and the rotational movement of the machining tool is an adjusting movement of Machining diameter of the processing device superimposed.
  • the machining diameter is increased during the relative movement of the machining device and workpiece 1. It is the workpiece 1 is conveyed in the conveying direction F and the machining diameter adjusted until the
  • the Machining tool reaches the second end 4 of the elongated recess 2. At this point, the machining diameter has the diameter D2. Thus, the circular segment 6 is formed at the end 4 of the recess 2.
  • a third step III the machining diameter of the processing device is reduced from the diameter D2 to the diameter Dl.
  • the workpiece 1 is preferably stationary in the conveying direction F.
  • the machining tool emerges from the workpiece 1 by methods perpendicular to the conveying direction F in a fourth step IV.
  • the workpiece 1 is then further in the conveying direction F by means of the conveyor transported, wherein a new workpiece enters the processing area of the processing device and the method described above can be repeated.
  • Fig. 3 shows an elongate recess 2 formed by a second preferred embodiment of the present invention. This recess 2 is similar to the exception of the profile profile across the
  • this recess 2 formed with the second preferred embodiment does not have a continuously increasing transverse dimension in the longitudinal direction 1.
  • the recess 2 has at both ends 3 and 4 on a transverse dimension D2, which is preferably more than twice as large as the transverse dimension Dl in the middle of the recess 2. This has the consequence that the circular segments 5 and 6 are not connected to each other via substantially straight, but over arc, in particular parabolic, sections 7 and 8.
  • the method described with reference to FIG. 2 is modified such that the machining tool with the diameter D 2 is immersed in the workpiece 1 in step I.
  • the machining diameter of the machining device is preferably reduced steadily to the diameter D 1 and then increased steadily to the diameter D 2.
  • the speed of the diameter adjustment is preferably provided such that the diameter Dl is present in the middle of the longitudinal recess 1 to be formed elongated recess 2.
  • the speed of the diameter reduction from the diameter D2 to the diameter Dl preferably equals the speed of the subsequent increase in diameter of the diameter Dl on the diameter D2.
  • Steps III and IV are the same as those of the first preferred embodiment.
  • Fig. 4 shows a third preferred embodiment of the present invention. Except for the differences described below, this third preferred embodiment is similar to the first or second preferred embodiment.
  • the elongated recess 2 is formed thereon to a depth t in the workpiece 1.
  • the back 9 of the recess 2 can be provided with a chamfer.
  • the processing tool 11 of the processing device preferably has a first cutting edge 12 and a second cutting edge 13 for this purpose.
  • the first cutting edge 12 is preferably provided frontally on the tool 11.
  • the second cutting edge 13 is preferably arranged offset in the longitudinal direction of extension of the tool 11 with respect to the first cutting edge 12 to the rear.
  • the second cutting edge 13 may be formed with an angle, for example a 45 ° angle, with respect to the first cutting edge 12.
  • the recess 2 can be milled with the first cutting edge 12 of the tool 11 of the machining device for the time being.
  • both the first 12 and the second cutting edge 13 are preferably guided completely through the workpiece 1. Subsequently, the circle diameter of the processing device is increased and the
  • Machining tool 11 moves back to the workpiece 1.
  • the second cutting edge 13 engages with the rear side 9 of the recess 2 in order to form the chamfer.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ausbilden einer länglichen Aussparung (2), die in Längsrichtung eine variierende Querabmessung aufweist, in einem Werkstück (1), das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen besteht, bereitgestellt, wobei das Verfahren das Eintauchen einer Bearbeitungseinrichtung in das Werkstück (I), die einen verstellbaren Bearbeitungsdurchmesser aufweist; das Relativbewegung von Bearbeitungseinrichtung und Werkstück (II); das Verstellen des Bearbeitungsdurchmessers der Bearbeitungseinrichtung (III); und das Austauchen der Bearbeitungseinrichtung aus dem Werkstück aufweist (IV).

Description

Verfahren und Vorrichtung cum Ausbilden einer Aussparung
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausbilden einer länglichen Aussparung in einem Werkstück, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen ausgebildet ist, die in Längsrichtung eine variierende Querabmessung aufweist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens. Das Einsatzgebiet einer solchen Vorrichtung bzw. eines solchen Verfahrens liegt insbesondere im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie.
Stand der Technik
Im Bereich der Möbelindustrie ist das Ausbilden von Aussparungen in einzelnen Möbelbauteilen ein gängiger Fertigungsschritt. Derartige Aussparungen sind beispielsweise zum Vorsehen von Vorkehrungen erforderlich, die eine Verbindung von verschiedenen Möbelbauteilen ermöglichen.
Zur Vereinfachung des Zusammenbaus verschiedener Möbelbauteile wurde in der letzten Zeit ein neues Verbindungssystem entwickelt. Bei diesem Verbindungssystem weist eines der zu verbindenden Bauteile einen über einen Stift von dem Bauteil beabstandet vorgesehenen Verbindungsteller auf, der mit einer hinterschnittenen Aussparung des anderen zu verbindenden Bauteils in Eingriff gebracht wird. Um den Verbindungsteller in den hinterschnittenen Teil der Aussparung einzuführen, ist die Aussparung länglich mit einer sich vergrößernden Querabmessung in Längsrichtung ausgebildet. Der Verbindungsteller wird in die Aussparung an dem Ende mit der größeren Querabmessung eingeführt und entlang der Aussparung zum anderen, hinterschnittenen Ende bewegt, um so den Verbindungsteller mit dem Hinterschnitt in Eingriff zu bringen und die beiden Möbelbauteile miteinander zu verbinden.
Zur Ausbildung der länglichen Aussparung mit der sich verändernden Querabmessung in Längsrichtung ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein erstes kreisförmiges Loch an einem Ende der Aussparung mit einem ersten Fräswerkzeug und ein zweites kreisförmiges Loch am anderen Ende der Aussparung mit einem zweiten Fräswerkzeug gefräst wird. Das zweite Fräswerkzeug weist dabei einen größeren Bearbeitungsdurchmesser als das erste Fräswerkzeug auf. Der AussparungsZwischenraum zwischen dem ersten und zweiten kreisförmigen Loch wird mittels eines dritten Fräswerkzeugs ausgefräst. Das dritte Fräswerkzeug weist einen kleineren Bearbeitungsdurchmesser als erstes und zweites Fräswerkzeug auf und fährt mehrere in Aussparungsquerrichtung hintereinander liegende Trajektorien ab, um die Aussparung mit sich vergrößernder Querabmessung zwischen dem ersten und zweiten kreisförmigen Loch auszubilden.
Das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren zum Ausbilden einer länglichen Aussparung mit sich verändernder Querabmessung in Längsrichtung weist auf Grund der Vielzahl getrennter Bearbeitungsschritte hohe Bearbeitungszeiten, hohe Kosten sowie die Gefahr großer Ausschusszahlen auf.
Darstellung der Erfindung
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein zeit- und kosteneffizientes Verfahren mit einer geringen Störanfälligkeit zum Ausbilden einer länglichen Aussparung in einem Werkstück bereitzustellen, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen (beispielsweise einer Spanplatte, einer Holzfaserplatte, usw.)/ Kunststoff oder dergleichen ausgebildet ist, wobei die Aussparung in Längsrichtung eine variierende Querabmessung aufweist. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens bereitzustellen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass die hohe Bearbeitungszeit, die hohen Kosten und große Ausschusszahlen des Verfahrens im Stand der Technik vor allem dadurch begründet sind, dass dieses eine Mehrzahl von Werkzeugen und komplexe Verfahrtrajektorien für das dritte Fräswerkzeug erfordert.
Die vorliegende Erfindung macht sich diese Erkenntnis zu Nutze und stellt zur Lösung der genannten Probleme ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bereit. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ausbilden einer länglichen Aussparung in einem Werkstück, das bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen ausgebildet ist, die in Längsrichtung eine variierende Querabmessung aufweist, umfasst das Eintauchen einer Bearbeitungseinrichtung, insbesondere eines Bearbeitungswerkzeugs der
Bearbeitungseinrichtung, in das Werkstück, wobei die Bearbeitungseinrichtung einen verstellbaren
Bearbeitungsdurchmesser aufweist; das Herbeiführen einer Relativbewegung von Bearbeitungseinrichtung und Werkstück; das Verstellen des Bearbeitungsdurchmessers der Bearbeitungseinrichtung; und das Austauchen der Bearbeitungseinrichtung aus dem Werkstück. Bevorzugt weist die Bearbeitungseinrichtung ein Bearbeitungswerkzeug auf. Hier kann es sich beispielsweise um ein Fräswerkzeug handeln. Die Bearbeitungseinrichtung weist einen verstellbaren Bearbeitungs- bzw. Flugkreisdurchmesser auf. Hierfür kann beispielsweise der Abstand des Bearbeitungswerkzeugs zur Rotationsachse der Bearbeitungseinrichtung verstellt werden. Selbstverständlich sind auch andere Ausgestaltungen denkbar.
Bei der genannten Relativbewegung kann es sich um eine Bewegung der Bearbeitungseinrichtung (bei fixiertem Werkstück) oder um eine Bewegung des Werkstücks (bei stationär gehaltener oder angeordneter
Bearbeitungseinrichtung) handeln. Auch ist eine gleichzeitige Bewegung der Bearbeitungseinrichtung und des Werkstücks denkbar, um die genannte Relativbewegung herbeizuführen.
Im Rahmen der Erfindung sind die zu bearbeitenden Werkstücke insbesondere plattenförmig. Rein beispielhaft handelt es sich um Möbelfronten, Möbelkorpuse, Einlegebretter oder ähnliches. Auch kann die Erfindung zur Bearbeitung von abschnittsweise plattenförmigen und/oder teilweise oder vollständig gekrümmt ausgebildeten Werkstücken zum Einsatz kommen.
Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert keinen Werkzeugwechsel und keine komplexen Verfahrtrajektorien zum Ausbilden einer länglichen Aussparung mit variierender Querabmessung in Aussparungslängsrichtung. Stattdessen wird das Ausbilden der länglichen Aussparung mit lediglich einer Bearbeitungseinrichtung ermöglicht. Ferner müssen Bearbeitungseinrichtung und Werkstück lediglich entlang einer Geraden zum Ausbilden der länglichen Aussparung mit variierender Querabmessung bewegt werden. Demnach wird ein zeit- und kosteneffizientes Verfahren mit einer geringen Störanfälligkeit bereitgestellt.
Ferner wird insbesondere nach dem Einbringen der Aussparung in Dickenrichtung des Werkstücks abschnittsweise zumindest eine Rille oder Nut erzeugt.
Die zuvor genannte Relativbewegung kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vom Eintauchen bis zum Austauchen geradlinig sein. Insbesondere wird entweder die Bearbeitungseinrichtung oder das Werkstück geradlinig bewegt. Auch ist eine gleichzeitige Bewegung der Bearbeitungseinrichtung und des Werkstücks denkbar. Auf diese Weise werden die Arbeitsablaufe besonders einfach gehalten.
In einer Ausführungsform ist die Tiefe der Aussparung im Werkstück geringer als die Dicke des Werkstücks, wobei die Tiefe der Aussparung insbesondere konstant ist. Insbesondere ist die Aussparung ein länglich ausgebildetes Sackloch. Somit ist die für eine Verbindung genutzte Aussparung an der gegenüberliegenden Seite des Werkstücks nicht sichtbar, und es wird eine optisch ansprechende - da nicht sichtbare - Verbindung zweier Werkstücke ermöglicht.
Die Verfahrensschritte können in der zuvor aufgelisteten Reihenfolge ausgeführt werden. Dies resultiert in besonders kurzen Bearbeitungszeiten und besonders geringen Kosten, da die längliche Aussparung mit der variierenden Querabmessung in Längsrichtung in einem Bearbeitungszug ausgebildet werden kann.
Die Verstellung des Bearbeitungsdurchmessers kann während der Relativbewegung von Bearbeitungseinrichtung und Werkstück erfolgen. Insbesondere erfolgt die Verstellung während der gesamten Relativbewegung. Durch diese Oberlagerung der Bewegungen wird ein Verfahren mit einer besonders geringen Fertigungszeit bereitgestellt. Besonders geringe Stückkosten sind das Ergebnis.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Werkstück mit einer Fördereinrichtung in eine Förderrichtung gefördert, wobei die Bearbeitungseinrichtung in Förderrichtung örtlich fixiert angeordnet ist. Die Relativbewegung zwischen Bearbeitungseinrichtung und Werkstück wird demnach über die Fördereinrichtung herbeigeführt. Mit dieser bevorzugten Ausführungsform werden besonders hohe Stückzahlen und demnach besonders geringe Stückkosten ermöglicht. Die längliche Aussparung kann eine sich vergrößernde Querabmessung von einem zum anderen Ende aufweisen. Hierfür kann der Bearbeitungs- bzw. Flugkreisdurchmesser so verstellt werden, dass eine derartige längliche Aussparung ausgebildet wird. Somit kann ein Verfahren zum Fertigen des Eingangs benannten neuen VerbindungsSystems mit den entsprechenden Vorteilen bereitgestellt werden.
Ferner wird der Bearbeitungsdurchmesser der
Bearbeitungseinrichtung bevorzugt nach dem Relativbewegen von Bearbeitungseinrichtung und Werkstück und vor dem Austauchen der Bearbeitungseinrichtung aus dem Werkstück verkleinert. Dies ermöglicht eine hohe Bearbeitungsgüte, da während des Austauchens kein Kontakt zwischen Bearbeitungseinrichtung und Werkstück vorliegt.
Der Bearbeitungsdurchmesser kann dabei vor dem Austauchen auf den Bearbeitungsdurchmesser beim Eintauchen verstellt werden. Somit wird ein anschließendes Eintauchen in ein Folgewerkstück ermöglicht, ohne das Verstellungen der Bearbeitungseinrichtung erforderlich sind. Dies wiederum ermöglicht eine Fertigung mit geringer Werkstücklücke im Durchlaufverfahren, sodass eine besonders hohe Produktivität bereitgestellt wird.
Ferner ist es bevorzugt, nach dem Austauchen der Bearbeitungseinrichtung aus dem Werkstück, eine Bearbeitungseinrichtung in die Aussparung einzuführen, um zumindest abschnittsweise eine Nut in der Seitenwand der Aussparung einzubringen. Hierfür kann die
Bearbeitungseinrichtung, mit welcher auch die längliche Aussparung ausgebildet wurde, oder aber eine zusätzliche Bearbeitungseinrichtung verwendet werden. Handelt es sich um dieselbe Bearbeitungseinrichtung, kann diese ein weiteres Bearbeitungswerkzeug zum Ausbilden der Nut aufweisen. Alternativ kann die Nut auch mit dem Bearbeitungswerkzeug ausgebildet werden, mit welchem die längliche Aussparung ausgebildet wurde. Die Bearbeitungseinrichtung kann dabei entlang der Seitenwand der Aussparung geführt werden, und eine in Tiefenrichtung der Aussparung begrenzte Nut erzeugen. Diese kann zur Verriegelung mit einem weiteren Bauteil in der Aussparung genutzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Bearbeitungsdurchmesser der Bearbeitungseinrichtung während der Relativbewegung zwischen Bearbeitungseinrichtung und Werkstück kontinuierlich verstellt. Dabei ist die Geschwindigkeit der Verstellbewegung insbesondere auf die Relativbewegung zwischen Bearbeitungseinrichtung und Werkstück abgestimmt. Dies erleichtert die Steuerung des Verfahrens.
Gemäß einer weiteren Zielsetzung stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen eines der zuvor beschriebenen Verfahren bereit, die eine
Bearbeitungseinrichtung, die einen verstellbaren
Bearbeitungsdurchmesser aufweist, und eine Steuerung aufweist, welche eingerichtet ist, eines der zuvor beschriebenen Verfahren auszuführen. Bevorzugt weist die Vorrichtung ferner eine Fördereinrichtung zum Fördern des Werkstücks in eine Förderrichtung auf, wobei die Bearbeitungseinrichtung in Förderrichtung örtlich fixiert vorgesehen ist.
Hinsichtlich der Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auf die Vorteile des zuvor beschriebenen Verfahrens verwiesen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Werkstücks mit einer länglichen Aussparung, die in Längsrichtung eine variierende Querabmessung aufweist, welche mit einem Verfahren einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet wurde.
Fig. 2 ist eine Abbildung zum Erklären des Verfahrens der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, mit dem die längliche Aussparung aus Fig. 1 ausgebildet wird.
Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines Werkstücks mit einer länglichen Aussparung, die in Längsrichtung eine variierende Querabmessung aufweist, welche mit einem Verfahren einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet wurde.
Fig. 4 ist eine Schnittansicht eines Werkstücks zum Erklären einer dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung .
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Die bevorzugten Ausführungsformen beziehen sich auf Verfahren zum Ausbilden einer länglichen Aussparung 2, die in Längsrichtung eine variierende Querabmessung aufweist, in einem Werkstück 1. Das Werkstück 1 besteht bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen. Derartige Werkstücke kommen beispielsweise im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie zum Einsatz. Es kann sich um eine Massivholz- oder Spanplatte, Leichtbauplatte, Sandwichplatte oder dergleichen handeln. Die vorliegende Erfindung ist dabei nicht auf derartige Werkstücke beschränkt. Die in dem Werkstück 1 auszubildende längliche Aussparung 2 weist ein Profil auf, bei dem sich die Aussparungsquerabmessung von einem Ende 3 zum anderen Ende 4 in Längsrichtung 1 der Aussparung 2 verändert. Dabei sind die Enden 5, 6 in Längsrichtung 1 der Aussparung 2 bevorzugt kreissegmentförmig ausgebildet.
Das Kreissegment 5 an einem Ende 3, das in Fig. 1 gezeigt ist und mit der ersten bevorzugten Ausführungsform ausgebildet wird, weist einen Durchmesser Dl auf. Das Kreissegment 6 am anderen Ende 4, das mit der ersten bevorzugten Ausführungsform ausgebildet wird, weist einen Durchmesser D2 auf. Der Durchmesser D2 ist größer als der Durchmesser Dl. Der Durchmesser D2 kann dabei mehr als doppelt so groß wie der Durchmesser Dl sein. Die Kreissegmente 5, 6 sind in dieser mit der ersten bevorzugten Ausführungsform ausgebildeten Aussparung 2 bevorzugt über im Wesentlichen gerade Abschnitte 7 und 8 miteinander verbunden.
Die zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebene längliche Aussparung 2 wird mit einem Verfahren einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet, das im Folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben wird.
Zur Ausbildung der länglichen Aussparung 2, die in Längsrichtung 1 eine variierende Querabmessung aufweist, wird eine Bearbeitungseinrichtung mit einem Bearbeitungswerkzeug, insbesondere Fräswerkzeug, verwendet, welche einen verstellbaren Bearbeitungs- bzw. Flugkreisdurchmesser aufweist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Bearbeitungswerkzeug an der Bearbeitungseinrichtung radial verschiebbar vorgesehen ist. In anderen Worten kann der Abstand des Bearbeitungswerkzeugs zur Rotationsachse der Bearbeitungseinrichtung verstellt werden. Vergrößert sich dieser Abstand, wird der Flugkreisdurchmesser der Bearbeitungseinrichtung vergrößert. Wird dieser Abstand verkleinert, verkleinert sich entsprechend der Flugkreisdurchmesser. Somit können beispielsweise mit dieser Bearbeitungseinrichtung Löcher mit unterschiedlichen Durchmessern gefräst werden. Bevorzugt ist die Verstellung des Bearbeitungsdurchmessers dabei kontinuierlich, also stufenlos, und besonders bevorzugt maschinell möglich. Als Bearbeitungseinrichtung kann hier beispielsweise ein Bearbeitungskopf für den Einsatz in Werkzeugmaschinen mit einem um eine Drehachse rotierbaren Grundkörper und einem senkrecht zur Rotationsachse des Grundkörpers verschiebbaren Schieber, der mit mindestens einem Bearbeitungswerkzeug bestückbar ist, verwendet werden.
In der ersten bevorzugten Ausführungsform wird das Werkstück 1 mit einer nicht gezeigten Fördereinrichtung in eine Förderrichtung F gefördert. Die Bearbeitungseinrichtung und damit das Bearbeitungswerkzeug sind bevorzugt seitlich von der Fördereinrichtung angeordnet und senkrecht zur Förderrichtung F verstellbar. In dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Bearbeitungseinrichtung in Förderrichtung F örtlich fixiert vorgesehen. Hier sei darauf hingewiesen, dass die Bearbeitungseinrichtung hierauf nicht beschränkt ist und z.B. auch verfahrbar in Förderrichtung F vorgesehen sein kann. Insbesondere kann dabei z.B. das Verfahren der Bearbeitungseinrichtung in Förderrichtung F so gesteuert werden, dass die Verfahrbewegung in Förderrichtung F mit der Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung zum Fördern des Werkstücks 1 synchronisiert ist.
In einem ersten Schritt I zum Ausbilden der länglichen Aussparung 2 wird das Bearbeitungswerkzeug der Bearbeitungseinrichtung senkrecht zur Förderrichtung F verfahren, sodass dieses in das Werkstück 1 eindringt. Das Bearbeitungswerkzeug rotiert während des Eintauchens. Die Fördereinrichtung zum Fördern des Werkstücks 1 steht während dieses Eintauchens des Bearbeitungswerkzeugs in das Werkstück 1 bevorzugt still. Das Bearbeitungswerkzeug wird in das Werkstück 1 bis zu einer Tiefe t eingetaucht, die der Tiefe der länglichen Aussparung 2 entspricht. Dabei wird in diesem ersten Schritt an einem Ort in das Werkstück 1 eingetaucht, der dem späteren ersten Ende 3 der länglichen Aussparung 2 entspricht. Durch das Eintauchen wird mit dem Bearbeitungswerkzeug ein Loch mit einem Durchmesser Dl in das Werkstück 1 gefräst. Dieses Loch umfasst das Kreissegment 5 der länglichen Aussparung 2.
In einem zweiten Schritt II wird das Werkstück 1 mit der Fördereinrichtung in die Förderrichtung F gefördert. Während dieser Förderung wird das Bearbeitungswerkzeug weiterhin rotiert. Die Überlagerung der Rotationsbewegung des Bearbeitungswerkzeugs und der Förderbewegung der Fördereinrichtung in die Förderrichtung F führt zu dem Ausbilden einer länglichen Aussparung 2 in dem Werkstück 1. In dieser ersten bevorzugten Ausführungsform wird der Förderbewegung der Fördereinrichtung in die Förderrichtung F und der Rotationsbewegung des Bearbeitungswerkzeugs eine Verstellbewegung des Bearbeitungsdurchmessers der Bearbeitungseinrichtung überlagert. Insbesondere wird der Bearbeitungsdurchmesser während der Relativbewegung von Bearbeitungseinrichtung und Werkstück 1 vergrößert. Es wird das Werkstück 1 in die Förderrichtung F gefördert und der Bearbeitungsdurchmesser verstellt, bis das
Bearbeitungswerkzeug das zweite Ende 4 der länglichen Aussparung 2 erreicht. An diesem Punkt weist der Bearbeitungsdurchmesser den Durchmesser D2 auf. Somit wird das Kreissegment 6 am Ende 4 der Aussparung 2 ausgebildet.
In einem dritten Schritt III wird der Bearbeitungsdurchmesser der Bearbeitungseinrichtung von dem Durchmesser D2 auf den Durchmesser Dl verringert. Das Werkstück 1 steht dabei bevorzugt in Förderrichtung F still.
Anschließend taucht das Bearbeitungswerkzeug durch Verfahren senkrecht zur Förderrichtung F in einem vierten Schritt IV aus dem Werkstück 1 aus. Das Werkstück 1 wird anschließend mittels der Fördereinrichtung weiter in die Förderrichtung F befördert, wobei ein neues Werkstück in den Bearbeitungsbereich der Bearbeitungseinrichtung gelangt und das zuvor beschriebene Verfahren wiederholt werden kann.
Fig. 3 zeigt eine längliche Aussparung 2, die mittels einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet wurde. Diese Aussparung 2 gleicht mit Ausnahme des Profilverlaufs quer zur
Aussparungslängserstreckung 1 der ersten bevorzugten Ausführungsform. Es wird hier demnach lediglich auf die Unterschiede eingegangen. Im Gegensatz zu der mit der ersten bevorzugten Ausführungsform ausgebildeten Aussparung, weist diese mit der zweiten bevorzugten Ausführungsform ausgebildete Aussparung 2 keine sich stetig vergrößernde Querabmessung in Längsrichtung 1 auf. Die Aussparung 2 weist an beiden Enden 3 und 4 eine Querabmessung D2 auf, die bevorzugt mehr als doppelt so groß wie die Querabmessung Dl in der Mitte der Aussparung 2 ist. Dies hat zur Folge, dass die Kreissegmente 5 und 6 nicht über im Wesentlichen gerade, sondern über bogen-, insbesondere parabelförmige, Abschnitte 7 und 8 miteinander verbunden sind.
Zur Ausbildung der in Fig. 3 gezeigten länglichen Aussparung 2 wird das unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebene Verfahren derart modifiziert, dass das Bearbeitungswerkzeug mit dem Durchmesser D2 in das Werkstück 1 im Schritt I eingetaucht wird. Im Schritt II wird der Bearbeitungsdurchmesser der Bearbeitungseinrichtung bevorzugt stetig auf den Durchmesser Dl verkleinert und anschließend stetig auf den Durchmesser D2 vergrößert. Die Geschwindigkeit der Durchmesserverstellung ist dabei bevorzugt derart vorgesehen, dass der Durchmesser Dl in der Mitte der auszubildenden länglichen Aussparung 2 in Längsrichtung 1 vorliegt. Die Geschwindigkeit der Durchmesserverkleinerung von dem Durchmesser D2 auf den Durchmesser Dl gleicht bevorzugt der Geschwindigkeit der anschließenden Durchmesservergrößerung von dem Durchmesser Dl auf den Durchmesser D2. Schritte III und IV gleichen jenen der ersten bevorzugten Ausführungsform.
Fig. 4 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Ausnahme der im Folgenden beschriebenen Unterschiede gleicht diese dritte bevorzugte Ausführungsform der ersten oder zweiten bevorzugten Ausführungsform. Wie unter Bezugnahme auf Figs. 1 und 2 beschrieben, wird die längliche Aussparung 2 bei diesen bis zu einer Tiefe t in dem Werkstück 1 ausgebildet. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist es alternativ auch möglich, die Aussparung 2 derart auszubilden, dass diese sich vollständig durch die Dicke des Werkstücks 1 hindurch erstreckt. Insbesondere kann in diesem Fall die Rückseite 9 der Aussparung 2 mit einer Fase versehen werden.
Wie in Fig. 4 gezeigt, weist das Bearbeitungswerkzeug 11 der Bearbeitungseinrichtung hierfür bevorzugt eine erste Schneide 12 sowie eine zweite Schneide 13 auf. Die ersten Schneide 12 ist bevorzugt frontal an dem Werkzeug 11 vorgesehen. Die zweite Schneide 13 ist bevorzugt in Längserstreckungsrichtung des Werkzeugs 11 in Bezug auf die erste Schneide 12 nach hinten versetzt angeordnet. Die zweite Schneide 13 kann dabei mit einem Winkel, beispielsweise einem 45° Grad Winkel, gegenüber der ersten Schneide 12 ausgebildet sein.
Zum Ausbilden der länglichen Aussparung 2 mit Fase kann vorerst die Aussparung 2 mit der ersten Schneide 12 des Werkzeugs 11 der Bearbeitungseinrichtung gefräst werden. Hierbei werden bevorzugt sowohl die erste 12 als auch die zweite Schneide 13 vollständig durch das Werkstück 1 hindurch geführt. Anschließend wird der Flugkreisdurchmesser der Bearbeitungseinrichtung vergrößert und das
Bearbeitungswerkzeug 11 zum Werkstück 1 zurückbewegt. Hierdurch kommt die zweite Schneide 13 mit der Rückseite 9 der Aussparung 2 in Eingriff, um die Fase auszubilden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Ausbilden einer länglichen Aussparung (2) in einem Werkstück (1), das bevorzugt zumindest
abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder dergleichen ausgebildet ist, die in Längsrichtung (1) eine variierende Querabmessung aufweist, mit den Schritten:
Eintauchen einer Bearbeitungseinrichtung in das
Werkstück (1), wobei die Bearbeitungseinrichtung einen verstellbaren Bearbeitungsdurchmesser (Dl; D2) aufweist;
Herbeiführen einer Relativbewegung zwischen
Bearbeitungseinrichtung und Werkstück (1) ;
Verstellen des Bearbeitungsdurchmessers (Dl; D2) der Bearbeitungseinrichtung;
Austauchen der Bearbeitungseinrichtung aus dem Werkstück (1) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Relativbewegung vom Eintauchen bis zum Austauchen geradlinig ist.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Tiefe der Aussparung im Werkstück geringer ist als die Dicke des Werkstücks, wobei die Tiefe der
Aussparung insbesondere konstant ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem sich die Aussparung (2) durch das gesamte Werkstück (1) hindurch erstreckt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Verstellung des Bearbeitungsdurchmessers (Dl; D2) während der Relativbewegung, insbesondere während der gesamten Relativbewegung, von
Bearbeitungseinrichtung und Werkstück (1) erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Werkstück (1) mit einer Fördereinrichtung in eine Förderrichtung (F) gefördert wird und die
Bearbeitungseinrichtung in Förderrichtung (F) örtlich fixiert vorgesehen ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Bearbeitungsdurchmesser (Dl; D2) so verstellt wird, dass eine längliche Aussparung (2) mit sich vergrößernder Querabmessung von einem (3) zum anderen Ende (4) der Aussparung (2) ausgebildet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Bearbeitungsdurchmesser (Dl; D2) der
Bearbeitungseinrichtung nach dem Relativbewegen von Bearbeitungseinrichtung und Werkstück und vor dem
Austauchen der Bearbeitungseinrichtung verkleinert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, bei dem der
Bearbeitungsdurchmesser (D2) vor dem Austauchen auf den Bearbeitungsdurchmesser beim Eintauchen (Dl) verstellt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem nach dem Austauchen der Bearbeitungseinrichtung aus dem Werkstück (1) eine Bearbeitungseinrichtung in die Aussparung eingeführt wird, um zumindest abschnittsweise eine Nut in der Seitenwand der Aussparung einzubringen.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Bearbeitungsdurchmesser (Dl; D2) der
Bearbeitungseinrichtung während der Relativbewegung zwischen Bearbeitungseinrichtung und Werkstück (1) kontinuierlich verstellt wird.
12. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend eine Bearbeitungseinrichtung, die einen verstellbaren Bearbeitungsdurchmesser (Dl; D2) aufweist, eine Steuereinrichtung, die eingerichtet ist, das
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, ferner mit einer
Fördereinrichtung zum Fördern des Werkstücks (1) in eine Förderrichtung (F) , wobei die Bearbeitungseinrichtung in Förderrichtung (F) örtlich fixiert vorgesehen ist.
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